Estaba en el trabajo recientemente tirando de unas paletas cuando tuve una idea. Quería saber si la masa del palé influía en la probabilidad de que el palé se volcara al doblar una esquina. Supongo que su forma, tamaño, centro de masa, etc. es el mismo, además de moverse a la misma velocidad y alrededor de la misma esquina.
Me acerqué a esto al mirarlo desde el marco de la paleta y tuve en cuenta la fuerza centrífuga (la gravedad falsa que actúa horizontalmente) y la fuerza gravitatoria real que actúa hacia abajo, ambas a través de su centro de masa, por supuesto. Pensé que siempre que el vector resultante no apunte más allá del punto de pivote, no se caerá, al igual que con un objeto estacionario que se inclina.
Entonces, todo mi razonamiento me dice que la masa es irrelevante y que ambos deberían comenzar a derrumbarse con la misma probabilidad. Cuando trato de probar esto, mi predicción se muestra falsa. Traté de colocar dos objetos idénticos con diferentes masas en una pendiente y gradualmente los incliné juntos para ver si comenzaban a volcarse juntos y descubrí que en cada caso (usando diferentes conjuntos de dos objetos como una botella vacía y una botella llena del misma forma, tamaño, etc.) el objeto más ligero siempre se volcaba primero. De hecho, siempre tuve que inclinar el objeto más pesado considerablemente más para que volcara. Entonces, ¿mi razonamiento es incorrecto o hay alguna otra razón por la que mi experimento no está de acuerdo conmigo?
Además, incluso si tienen la misma probabilidad de comenzar a derrumbarse juntos, ¿se derrumbará uno más rápido?
Su objeto se caerá siempre que el par de torsión debido a la gravedad sobre el punto de contacto con el suelo sea tal que haga girar el objeto para caer.
Lo que esto significa es que si el COM se mueve más allá de cierto punto, el objeto se cae. En sus experimentos, esto se puede encontrar dibujando una línea vertical hacia abajo desde el centro de masa. Si la línea sale del cuerpo antes de llegar a la pendiente, entonces el cuerpo se caerá. Cuanto mayor sea el COM, más fácil será que esto suceda. Por lo tanto, la masa total no importa, pero sí importa cómo se distribuye la masa.
Traté de colocar dos objetos idénticos con diferentes masas en una pendiente y gradualmente los incliné juntos para ver si comenzaban a volcarse juntos y descubrí que en cada caso (usando diferentes conjuntos de dos objetos como una botella vacía y una botella llena del misma forma, tamaño, etc.) el objeto más ligero siempre se volcaba primero.
Lo más probable es que la botella vacía tenga un centro de masa más alto que la botella llena. Por eso se cae primero. También como nota al margen, lo más probable es que una fuerza centrífuga no entre en juego aquí. Especialmente si está levantando su pendiente lo suficientemente lento como para no molestar a los objetos.
Descubrí que en todos los casos (utilizando diferentes conjuntos de dos objetos, como una botella vacía y una botella llena de la misma forma, tamaño, etc.), el objeto más liviano siempre se volcaba primero.
Es probable que sea un error experimental.
Por ejemplo, consideremos una configuración con botellas vacías y llenas.
Si las botellas son de plástico liviano, su forma podría cambiar levemente cuando se llenan, afectando su estabilidad. El peso de la tapa podría marcar la diferencia. Ligeras vibraciones tendrán un mayor efecto en una botella vacía.
Si las botellas son de vidrio, habrá menos factores en juego y, por lo tanto, la diferencia entre botellas vacías y llenas no será tan significativa.
Además, incluso si tienen la misma probabilidad de comenzar a derrumbarse juntos, ¿se derrumbará uno más rápido?
Si ignoramos la resistencia del aire y asumimos que no hay deslizamiento y que la forma y la distribución del peso son idénticas, deberían volcarse a la misma velocidad.
biofísico